Chế tạo cảm biến áp suất và gia tốc thu nhỏ bằng công nghệ ăn mòn ion hoạt hóa

Nshien ciru, Phdt trien va Uhg duns Cong nshe Vdt lieu (KC.02/06-10)- Ha Wgi 27/11/2009

CHE TAO CAM BIEN AP SUAT VA GL\ TOC THU NHO

BAN G CON G NGH E A N MO N I-O N HOA T HO A

Vu Ngoc Hung1

. Le Van Minh l, Nguyen Van Minh \ Trinh Quang Thong1

^ 1

Vien dao tao Quoc te vk Khoa hoc Vat lieu (TITMS), :

Vien Vat ly Ky thuat flEP),

Dai hoc Bach khoa Ha Noi (HUT),

So 1 Dai Co Viet. Hai Ba Trung. Ha Noi. Viet Nam

Email: hungvungoc®itims.edu.vn. [email protected]

Tom tit. Bai bdo trinh bay cdc ket qua nghien ciru thiet vd che tao cam bien dp sudt va gia toe dp

dien trd thu nhd sir dung phiin loai SOI (silicon-on-insulator). Ldp d-xn d giira ciia phien SOI duoc

diing di dure hien ky thuat dn mdn dimg nhdm dai duoc ad day cdc cdu tnic mdng va beam cd dp

chinh xdc cao trong qua trinh an mdn di hudng tir pha hoi. Cdc cam bien duoc che tao theo cong nghe

vi co khdi dp dung ky thuat an mdn i-dn hoat hda sau (DRIE). Cdu tnic dien gdm cdc dien trd duoc

tao ra bang ky thuat khuich tdn sir dung dung dich pha tap SOD. Kich thudc ngoai ciia cd hai loai

cam biin chi vao khoang 2x2 mm2

vd lxl mm2

. Dp day mdng va dam la 10 urn, Cdc cam bien dd the

hien cdc dac tnmg dien hinh nhu dp nhay, khd nang dap ung nhu mong muon.

I. GIOT THIEU

Tren phuong dien lich sir. cam bien ap suat va gia toe ap dien tro la cac linh kien dien

hinh duoc che tao bang cong nghe vi co khoi [1]. U u diem noi bat ciia cac linh kien nay la gia

thanh re do duoc che tao hang loat. kich thudc nho. dd nhay cao va on dinh ve mat co hoc.

Cac cam bien nay da duoc ung dung rong rai trong nhieu linh vuc nhu cong nghiep 6 to[2],

san xuat do dien gia dung, va cac thiet bi y sinh (do huyet ap va ddng chay) [3. 4]. Dac biet la

nhu cau ve cac cam bien kich thudc sieu nho cho cac ung dung trong linh vuc y te. Dd la ly

do ciia viec day manh cac nghien cim mdi cho muc dich nay.

Cam bien ap dien ttd sih'c la cac bo chuyen doi cac bien dang co hoc do cac ti c dong ciia

ap suat hoac gia toe thanh tin hieu dien. V i the, cau tnic chung ciia linh kien ludn co phan dien

bao gom cac ap dien trd tich hop loai p va phan co la cac vi cau tnic nhay co kieu mang hoac

thanh dam. Phan cau tnic co co the dugc che tao bang ky thuat an mdn udt hoac an mon kho.

Trong nghien cuu nay. phien de silfc kieu SOI, (silicon-on-insulator) co mot ldp oxit silfc kep

gitra 2 kdp silfc da dugc sir dung de tao ra mang hoac thanh dam cd do day chinh xac. Cac ket

qua nghien cuu ve thiet ke va do dac trung loi ra ciia cam bien se duoc trinh bay trong bai bao

nay.

H. THIET KE VA CHE TAO

Doi vdi cam bien ap dien trd nguoi ta thudng sir dung bdn dien ttd ket noi vdi nhau theo

cau hinh cau dien ttd Wheatston nhu duoc chi ra tren hinh 1. Thdng thudng. cac dien ttd nay

se dugc dat tai nhirng khu vuc ma ung suat vat lieu cd gia tri ldn nhat. Trong nghien cuu nay.

cac dien ttd cd kich thudc rdng 30 pm va dai 2 pm. Su thay ddi tin hieu ld i ra do thay ddi dien

ttd suat dudi tac dons ciia nsoai luc (ap suat hoac eia tdc) duoc xac dinh nhu sau:

-

1

D source

K

Trong dd Vsource la dien ap nguon nudi.

Do dugc chd tao bang phien SOI gdm mot ldp oxit silfc kep giua hai ldp sih'c, mot dav 10

um va mot day 450 pm nen mang va dam nhay co ciia cam bien cd dd day tuong img la 10

um. Vd i muc dich thu nhd kich thudc. cac cam bien duoc che tao cd kich thudc ngoai

lan luot la lx l mm" va 2x2 mm".

254